Development of Zirconia Dental Implant Material Gaining Titanium Ability Using Atomic Layer Deposition

点击翻译按钮获取中文摘要

ジルコニアは歯科用インプラントの材料として有望視されているが、適切な表面改質法は確立されていない。原子層堆積法（ALD）は、金属酸化物の薄膜を材料上に堆積させるナノテクノロジーである。本研究では、ジルコニアディスク(ZR）上にTiO2 (ZR-Ti）、Al2O3 (ZR-Al）、SiO2 (ZR-Si）、ZnO (ZR-Zn）それぞれの薄膜をALDを用いて成膜し、各試料上でマウス線維芽細胞（L929）およびマウス骨芽細胞（MC3T3-E1）の細胞増殖能を評価した。ZRをCAD/CAMシステムで作製後、TiO2、Al2O3、SiO2、ZnOの薄膜を成膜し、成膜後は、それぞれの膜厚、元素分布、密着強度、および元素溶出量を測定した。各試料上におけるL929およびMC3T3-E1の細胞増殖・形態は、培養1、3、5日目（L929）および培養1、4、7日目（MC3T3-E1）に観察した。ZR-Ti、ZR-Al、ZR-Si、Zr-Zn薄膜の厚さはそれぞれ41.97、42.36、62.50、61.11 nmで、平均密着強度はそれぞれ163.5、140.9、157.3、161.6 mNであった。Ti、Alの溶出量は検出限界値以下であったが、浸漬2週間のSiおよびZnの総溶出量はそれぞれ0.019、0.695 ppmであった。L929、MC3T3-E1ともに、ZR-Ti、ZR-Al、ZR-Siのいずれの試料上において細胞数は経時的に増加した。特に、ZR-Tiの細胞数は他の試料よりも優っていた。細胞形態は、ZR-Ti、ZR-Al、ZR-Si上では両細胞とも紡錘形、あるいは多角形を呈し、細胞骨格は培養1日目からよく発達していた。これらの結果から、ジルコニアへのALD応用、特にTiO2の成膜は、ジルコニア製歯科用インプラントの新しい表面改質手法となる可能性があることが示唆された。